論文の概要: The Munich Quantum Software Stack: Connecting End Users, Integrating Diverse Quantum Technologies, Accelerating HPC

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.02674v1
• Date: Tue, 02 Sep 2025 18:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 21:40:46.291517
• Title: The Munich Quantum Software Stack: Connecting End Users, Integrating Diverse Quantum Technologies, Accelerating HPC
• Title（参考訳）: ミュンヘン量子ソフトウェアスタック:エンドユーザーとの接続、さまざまな量子技術の統合、HPCの高速化
• Authors: Lukas Burgholzer, Jorge Echavarria, Patrick Hopf, Yannick Stade, Damian Rovara, Ludwig Schmid, Ercüment Kaya, Burak Mete, Muhammad Nufail Farooqi, Minh Chung, Marco De Pascale, Laura Schulz, Martin Schulz, Robert Wille,
• Abstract要約: 我々は、ハイブリッドな量子古典的アプリケーションのためのモジュラーでオープンソースでコミュニティ主導のエコシステムである、ミュンヘン量子ソフトウェアスタック(MQSS)を紹介します。 MQSSのマルチレイヤアーキテクチャは、異種量子バックエンド上のハイレベルアプリケーションを実行し、従来のワークロードとの結合を調整する。 コアとなる要素には、人気のあるフレームワークや新しいプログラミングアプローチのためのフロントエンドアダプタ、HPC統合スケジューラ、強力なMLIRベースのコンパイラ、標準化されたハードウェア抽象化層であるQuantum Device Management Interface (QDMI)などがある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.146763143734571
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing is advancing rapidly in hardware and algorithms, but broad accessibility demands a comprehensive, efficient, unified software stack. Such a stack must flexibly span diverse hardware and evolving algorithms, expose usable programming models for experts and non-experts, manage resources dynamically, and integrate seamlessly with classical High-Performance Computing (HPC). As quantum systems increasingly act as accelerators in hybrid workflows -- ranging from loosely to tightly coupled -- few full-featured implementations exist despite many proposals. We introduce the Munich Quantum Software Stack (MQSS), a modular, open-source, community-driven ecosystem for hybrid quantum-classical applications. MQSS's multi-layer architecture executes high-level applications on heterogeneous quantum back ends and coordinates their coupling with classical workloads. Core elements include front-end adapters for popular frameworks and new programming approaches, an HPC-integrated scheduler, a powerful MLIR-based compiler, and a standardized hardware abstraction layer, the Quantum Device Management Interface (QDMI). While under active development, MQSS already provides mature concepts and open-source components that form the basis of a robust quantum computing software stack, with a forward-looking design that anticipates fault-tolerant quantum computing, including varied qubit encodings and mid-circuit measurements.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングはハードウェアとアルゴリズムで急速に進歩しているが、幅広いアクセシビリティには包括的で効率的で統一されたソフトウェアスタックが必要である。 このようなスタックは、様々なハードウェアや進化アルゴリズムを柔軟に適用し、専門家や非専門家のために利用可能なプログラミングモデルを公開し、リソースを動的に管理し、古典的ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)とシームレスに統合する必要がある。 量子システムが、疎結合から密結合まで、ハイブリッドワークフローのアクセラレーターとして働くようになるにつれ、多くの提案にもかかわらず、フル機能の実装はほとんど存在しない。 我々は、ハイブリッドな量子古典的アプリケーションのためのモジュラーでオープンソースでコミュニティ主導のエコシステムである、ミュンヘン量子ソフトウェアスタック(MQSS)を紹介します。 MQSSのマルチレイヤアーキテクチャは、異種量子バックエンド上のハイレベルアプリケーションを実行し、従来のワークロードとの結合を調整する。 コア要素には、人気のあるフレームワークと新しいプログラミングアプローチのためのフロントエンドアダプタ、HPC統合スケジューラ、強力なMLIRベースのコンパイラ、標準化されたハードウェア抽象化層であるQuantum Device Management Interface (QDMI)が含まれる。 アクティブな開発中、MQSSはすでに、堅牢な量子コンピューティングソフトウェアスタックの基盤となる成熟した概念とオープンソースコンポーネントを提供しており、様々なキュービットエンコーディングやミッド・サーキット計測を含むフォールトトレラントな量子コンピューティングを予想する前方にデザインされている。

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